Description synthétique des techniques et des usages

Site internet : www.minnd.fr / Plateforme collaborative : www.omnispace.fr/pnminnd

Président : Louis DEMILECAMPS –Chefs de Projet : Pierre BENNING / Christophe CASTAING

Gestion administrative et financière : IREX (www.irex.asso.fr),9 rue de Berri 75008 PARIS, [email protected]

Livrable

Description synthétique des techniques et des usages

utilisés dans une démarche BIM par type d’ouvrage

Auteurs/Organismes

COIN Marie-Claire (Vinci Groupe)

DUMOULIN Claude (CDC)

HALBOUT Hervé (Consultant)

LEMOINE Pascal (FNTP)

TEULIER Régine (Cognilog)

TOURNEZ Eric (Bouygues Travaux Publics)

Thème de rattachement : Thème 0 - Observatoire

MINnD_TH00_02_Description-techniques-et-usages-par-type-ouvrage 22A_2018

Novembre 2018

http://www.minnd.fr/

http://www.omnispace.fr/pnminnd

http://www.irex.asso.fr/

mailto:[email protected]

Sommaire GLOSSAIRE ............................................................................................................................ 2

RÉSUMÉ/ABSTRACT .................................................................................................................. 3

PRÉAMBULE .............................................................................................................................. 5

PRINCIPES DE CARTOGRAPHIE ................................................................................................. 8

SCHÉMA GÉNÉRAL .................................................................................................................. 11

DESCRIPTIONS DÉTAILLÉES DES OUVRAGES .......................................................................... 12

6.1. Bulle 1 : bâtiment et sous-sol ......................................................................................................... 12

6.2. Bulle 2 : environnement urbain et réseaux - BIM et SIG ............................................................. 14

6.3. Bulles 3 et 4 : voie ferrée et tunnels .............................................................................................. 15

6.4. Bulle 6 : routes ................................................................................................................................. 16

6.5. Bulle 7 : fondations d’ouvrages, terrassements et géotechnique ................................................ 17

6.6. Bulle 8 : environnement naturel (MOS, bassin versant/écoulement des eaux) ......................... 18

6.7. Bulle 9 : ponts .................................................................................................................................. 19

6.8. Bulle 10 : développement durable — faune, flore et acoustique ................................................... 20

1. GLOSSAIRE

Projet National MINnD – Modélisation des INformations INteropé-

rables pour les INfrastructures Durables Page 2 sur 20

GLOSSAIRE

Abréviation Définition

CityGML Standard ouvert soutenu par l’OGC. CityGML est utilisé pour modéliser les villes.

InfraGML Standard soutenu par l’OGC. C’est un schéma d’implantation d’une partie de LandInfra. Ce standard

permet d’échanger des données de relevé de terrain et des données des projets d’infrastructures.

INSPIRE Infrastructure for Spatial Information in Europe.

Interopérabilité « Capacité d’échanger par la présence d’un standard neutre et ouvert des données entre les différents

“modèles” sans dépendre d’un acteur ou d’un outil en particulier. » (Mediaconstruct, 2017).

LandInfra Modèle conceptuel de données qui visent à remplacer LandXML, il permet d’échanger des données

d’infrastructures.

LandXML Standard ouvert actuellement implanté partiellement dans les outils et qui ne convient pas aux exi-

gences des projets d’infrastructure.

MINnD Modélisation des INformations INteropérables pour les INfrastructures Durables.

SIG Système d’information géographique.

XML Extensible Markup Language, c’est un langage utilisé dans de nombreux standards de données

comme le CityGML, InfraGML et le LandXML.

2. Résumé/Abstract



RÉSUMÉ/ABSTRACT

Résumé Le livrable est organisé autour de la représentation stylistique d’un paysage où

prennent place différents types d’infrastructures ou secteur d’activité de la filière

construction. Chaque activité est repérée par une étiquette. Cette étiquette renvoie

à un paragraphe développant :

Organisation du livrable

• Les usages les plus partagés sur

ce type d’infrastructure.

• Le périmètre.

• L’interopérabilité des données sur ce sec-

teur.

• Les outils les plus usuels sur ce type d’in-

frastructure.

Activités abordées Le livrable commence par les bâtiments, secteur le plus avancé dans la construc-

tion. Puis il aborde d’autres activités du secteur de la construction, comme suit :

Bulle 1 Bâtiments.

Bulle 2 Environnement urbain et réseaux, assainissement, eau potable, gaz, électricité,

télécoms, etc.

Bulle 3 Voies ferrées.

Bulle 4 Tunnels.

Bulle 5 Routes.

Bulle 6 Fondations d’ouvrages, terrassements et géotechnique.

Bulle 7 Environnement naturel : mode occupation sol, bassin versant/écoulement des eaux.

Bulle 8 Ponts.

Bulle 9 Développement durable, faune, flore et acoustique.

Fiches schématiques Les fiches sont schématiques. Il s’agit avant tout de présenter un panorama global,

permettant de faire « le point ».

Abstract The deliverable is organized around the stylistic representation of a landscape or takes

place different types of infrastructure or sector of activity of the construction sector. Each

is identified by a label that refers to a development in a paragraph, which develops: Deliverable organization

• The most shared uses of this

type of infrastructure.

• The perimeter.

• Interoperability of data on this sector.

• The most common tools on this type of in-

frastructure.

Discussed activities The deliverable begins with buildings, the most advanced sector in construction.

Then it discusses other activities in the construction sector, as follows:

Bubble 1 Buildings.

Bubble 2 Urban environment and networks, sanitation, drinking water, gas, electricity,

telecoms, etc.

Bubble 3 Railway.

Bubble 4 Tunnel.

Bubble 5 Roads.

Bubble 6 Foundations of earthworks, earthworks and geotechnics.

Bubble 7 Natural environment: land use mode, watershed water flow.

Bubble 8 Bridges.

Bubble 9 Sustainable development, fauna, flora noise.

2. Résumé/Abstract



Schematic cards The cards are relatively schematic, it is above all to present a global overview, to make ‘point’.

3. Préambule



PRÉAMBULE

MINnD MINnD est un projet national de recherche collaborative pour favoriser le déve-

loppement du BIM (Building Information Modelling) relatif aux infrastructures.

MINnD améliore la structuration des données de projet et permet des

échanges et des partages d’informations plus efficaces.

Présentation

Objectifs Ses objectifs sont :

• Spécifier les outils à développer pour intégrer les processus et méthodes de travail

BIM.

• Contribuer au développement du BIM et à la transition numérique dans le

domaine des infrastructures et de l’aménagement durable.

• Maîtriser et structurer les informations à échanger entre acteurs, durant le

cycle de vie complet d’une infrastructure :

- Concep-

tion.

- Construc-

tion.

- Exploitation.

- Maintenance.

Observatoire L’Observatoire est l’un des cinq thèmes du projet.

Description L’Observatoire des évolutions des pratiques et des connaissances autour de la ma-

quette numérique permet de partager les informations et les avancées de ce

domaine. Ces dernières peuvent provenir :

• des entreprises partenaires,

• d’expériences d’entreprises d’autres

pays relatées dans des publications,

• des éditeurs,

• de publications académiques,

• de la réglementation (exemple : di-

rective européenne Inspire).

Groupe de travail Un groupe de travail a une activité plutôt orientée filière avec un focus sur la

veille. Il produit une cartographie à partir de famille de métiers.

Cartographie La cartographie :

• concerne les infrastructures,

• prend le bâtiment comme référence compte tenu de l’usage avancé du BIM

dans ce secteur.

Présentation

Définitions Infrastructure

Les dictionnaires Le Robert et Larousse définissent le mot infrastructure comme suit :

Définition d’infrastructure

Selon Le Robert

Selon le dictionnaire historique de la langue française Le Robert, « infrastructure désigne d’abord dans le vocabulaire des

chemins de fer (1875, Littré) l’ensemble des ouvrages qui concourent à l’établissement de la plateforme. Par extension, le

mot s’emploie pour l’ensemble des installations au sol, en aviation (1931), et pour les parties inférieures d’une construction

(1935). Par analogie, il désigne un ensemble d’équipements techniques ou économiques (mil. xxe s.). »

Selon le Larousse

3. Préambule



Définition d’infrastructure

Selon le dictionnaire Larousse, une infrastructure est « l’ensemble des ouvrages constituant la fondation et l’implantation

sur le sol d’une construction ou d’un ensemble d’installations (exemple : route, voir ferrée, aéroport). »

3. Préambule



3 Préambule | Cartographie

Infrastructure de transport

Les infrastructures de transport sont les installations fixes qu’il est nécessaire

d’aménager pour permettre :

• la circulation des véhicules,

• le fonctionnement des systèmes de transports routiers, ferrés, fluviaux, éner-

gétiques ou multimodaux.

Au sens

strict

L’infrastructure désigne au sens strict la partie matérielle inférieure, le sou-

bassement d’une voie.

Au sens

large

L’infrastructure de transport englobe :

• Les éléments nécessaires à l’exploitation normale : caténaires, signalisa-

tion, postes d’aiguillage, tour de contrôle dans les aéroports, etc.

• Les bâtiments liés à l’usage de cette infrastructure.

Terme opposé : superstructure

Le terme infrastructure s’oppose à superstructure. On peut dans certains cas dis-

tinguer les deux.

Exemple

Dans une ligne de chemin de fer, l’infrastructure est la plateforme de la voie, sur laquelle

on pourrait implanter une voie routière. La superstructure est constituée par la voie ferrée

proprement dite (rails et traverses).

4. Principes de cartographie



PRINCIPES DE CARTOGRAPHIE

Types d’ouvrage

à cartographier

Les types d’ouvrage à cartographier sont :

Bulle 1 Bâtiments.

Bulle 2 Environnement urbain et réseaux, assainissement, eau potable, gaz, électricité,

télécoms, etc.

Bulle 3 Voies ferrées.

Bulle 4 Tunnels.

Bulle 5 Routes.

Bulle 6 Fondations d’ouvrages, terrassements et géotechnique.

Bulle 7 Environnement naturel : mode occupation sol, bassin versant/écoulement des eaux.

Bulle 8 Ponts.

Bulle 9 Développement durable, faune, flore et acoustique.

Différences entre… Selon le dictionnaire Larousse, un bâtiment est « une construction d’une certaine

importance destinée à servir d’abri ». Un modèle bâtiment est donc :

• structuré en espaces (pièces, circulations, etc.) limités par des séparateurs

(murs, planchers, etc.),

• protégé des agressions extérieures par une enveloppe.

Pour faciliter l’utilisation du bâtiment, les pièces sont garnies d’équipements reliés

à des réseaux électriques ou fluides, etc.

… un modèle

bâtiment…

… une infrastructure… Une infrastructure permet :

• la circulation des véhicules,

• le fonctionnement des systèmes de transports routiers, ferrés, fluviaux, éner-

gétiques ou multimodaux.

Elle désigne au sens strict la partie matérielle inférieure, à savoir le soubassement

des voies de circulation.

… et une voie

de circulation

Les voies de circulation requièrent un tracé lisse et adapté pour :

• permettre une circulation optimale,

• éviter les chocs aux passagers, aux marchandises et aux véhicules, voire un accident.

Le génie civil construit donc quantité d’ouvrages, quels que soient les reliefs ren-

contrés, tels que ponts, tunnels, terrassement, etc.

Éléments

à prendre en compte

En conséquence, les éléments à prendre en compte sont :

Éléments à prendre en compte

La voie portée par l’infrastructure est décrite le long d’une courbe appelée ligne rouge. Les ouvrages associés sont décrits

dans deux repères :

• Un repère géographique géolocalisé.

• Une abscisse curviligne le long de la ligne rouge.

L’impact de l’infrastructure sur l’environnement existant et l’impact de l’environnement existant sur l’ouvrage à construire.

Le terrain naturel, les ouvrages et infrastructures existants et environnants. En effet, l’impact peut s’étendre au-delà de

l’emplacement direct du projet.




Éléments à prendre en compte

La connaissance des caractéristiques des couches de sol.

La faune, la flore, et les nuisances liées à la construction et à l’exploitation qui les concernent.

Les méthodes de construction de l’ouvrage et les phases provisoires qui peuvent concerner les infrastructures environ-

nantes durant la construction.

Les phases de maintenance et d’exploitation.

Indicateurs utilisés Pour le bâtiment et par souci d’homogénéité, pour les infrastructures, nous utilisons

les indicateurs BIM suivants :

• Ou-

tils.

• Usa

ge.

• Interopérabi-

lité.

• Périmètre.

On parle de BIM et de SIG sans définir l’un et l’autre et leur domaine d’application.

On ne parle pas de l’interopérabilité entre le BIM et le SIG.

BIM Présentation

Le BIM (Building Information Modelling) permet la modélisation d’un ouvrage :

• Pont. • Terrassement. • Tunnel.

Le BIM décrit l’ouvrage tel qu’il est construit. L’ouvrage est défini par la voie portée :

• ligne rouge, • caractéristique transversale de la voie le long de la ligne rouge.

Définition de l’ouvrage Obtention des caractéristiques

Pont

Le pont permet de franchir un obstacle

en passant dessus.

Le dimensionnement des fondations est tributaire de la connaissance du sol au

droit des fondations. Cette connaissance est obtenue à partir :

• du SIG, • d’éventuels sondages complémentaires.

Terrassement

Le terrassement est un remaniement du

terrain naturel. Il modifie la topographie

et le paysage en créant des ouvrages en

terre soit en remblai soit en déblai.

Les caractéristiques géotechniques du terrain remanié sont obtenues à partir :

• du SIG,

• de sondages complémentaires,

• de l’analyse des terres extraites appelée déblais.

Tunnel

Le tunnel est une galerie souterraine

permettant de franchir un obstacle

par dessous.

Le dimensionnement de la structure du tunnel est conditionné par la connaissance

de la géotechnique du sol traversé. Cette connaissance est obtenue à partir :

• du SIG,

• d’éventuels sondages complémentaires,

• de l’analyse des terres extraites appelée déblais.

Impact : l’impact sur et des environnants est aussi tributaire de la connaissance des sols environnants.




4 Principes de cartographie | Indicateurs utilisés

Interface

Tous ces ouvrages ont une interface forte avec :

• le terrain naturel existant,

• les couches de sols en dessous,

• les ouvrages anthropiques existants.

SIG Présentation

Un SIG (Système d’information géographique) permet la modélisation de l’in-

formation géographique d’un lieu.

Éléments connus

Les éléments connus sont :

• Le terrain naturel.

• Les ouvrages existants en surface.

• Les sondages avec leur localisation et les diverses couches associées.

• Les caractéristiques des couches associées :

- profondeur,

- nature,

- géotechniques.

Éléments inconnus

Les éléments inconnus sont :

• Les réseaux enterrés sont moins bien connus.

• Les couches entre les sondages restent un domaine d’expertise géotechnique.

Il faut donc une modélisation géotechnique couplée à la modélisation SIG.

5. Schéma général



SCHÉMA GÉNÉRAL

Différents types

d’infrastructures

Le schéma général ci-dessous illustre un paysage avec différents types d’infras-

tructures. Chaque infrastructure est repérée par une étiquette. Chaque étiquette

renvoie à un développement dans les paragraphes suivants.

Infrastructures et ouvrages concernés par une approche BIM

6. Descriptions détaillées des ouvrages



DESCRIPTIONS DÉTAILLÉES DES OUVRAGES

6.1. Bulle 1 : bâtiment et sous-sol

Usage :

Des représentations

de l’ouvrage…

L’ouvrage à concevoir est le point d’entrée du BIM, avec la bascule réelle des

études de conception des bâtiments en « 3D ». Les exigences attendues de l’ou-

vrage à satisfaire en réalisation sont associées à la représentation graphique vi-

suelle tous corps d’états.

Une maquette numérique 3D est constituée de composants ou « objets 3D ».

Chaque « objet 3D » est caractérisé par :

• sa représentation géométrique,

• sa localisation dans l’ouvrage,

• ses relations avec son environnement proche,

• des propriétés définies au cas par cas :

… à concevoir

- mécaniques,

- logistiques,

- marchandes,

- etc.

… à réaliser À ce stade, chaque discipline sollicitée réalise sa maquette métier dédiée. La ma-

quette numérique de l’ouvrage est composée des :

• Maquettes métiers.

• Vues métiers.

Les outils intègrent les solutions retenues pour satisfaire :

• aux exigences du projet,

• aux règles de mises en œuvre.

… à exploiter L’exploitation des ouvrages par le BIM est une promesse pour laquelle les réponses

sont en cours par :

• les standards d’écriture,

• la rédaction des cahiers des charges par nos maîtres d’ouvrages.

Le BIM offre au Facility Management le tremplin pour proposer des nouvelles

offres et solutions innovantes et opérationnelles.

Périmètre Au-delà de l’ouvrage par lui-même, il est impératif de tenir compte des interac-

tions qui le relient à son contexte :

• l’intégration dans son environnement,

• les liens avec les concessionnaires (réseaux divers),

• les infrastructures liées (c’est-à-dire les infrastructures existantes auxquelles

l’ouvrage sera connecté),

• l’interaction sols-structures (c’est-à-dire les fondations).

Interopérabilité Les standards organisent l’interopérabilité entre les acteurs et les solutions. Ils ou-

vrent par la neutralité des formats d’échanges les marchés publics au BIM.

Description Les formats et les normes sont décrits dans le tableau ci-dessous.




Format/norme Définition

IFC 16 739 IFC norme NF EN ISO 16739

« Classes de fondation d’industrie — (IFC) pour le partage

des données dans le secteur de la construction et de la ges-

tion des installations ».

Elle définit la façon dont l’information est structurée pour

pouvoir être lue et correctement interprétée par les « ma-

chines » logicielles.

IDM 29 481 parties 1, 2 : IDM norme NF EN ISO 29481

« Modèles des informations de la construction — Protocole

d’échange d’informations - Partie 1 : méthodologie et for-

mat et Partie 2 : cadre d’interaction ».

Elle est le texte mère des conventions BIM. C’est la norme des

IDM. Elle définit la façon dont s’organisent les études pour la

réalisation d’un projet en BIM.

IFD 12 006 dictionnaire NF EN ISO 12006-3

« Construction immobilière —Organisation de l’informa-

tion des travaux de construction —Partie 3 : schéma pour

l’information basée sur l’objet —Bâtiments et ouvrages de

génie civil —Organisation de l’information concernant les

travaux de construction ».

Cette norme décrit les briques de base du stockage d’un dic-

tionnaire. Elle porte le modèle de description de taxonomies

selon les notions de :

• Concept (xtdObject).

• Regroupements de concepts (xtdCollection).

• Relations entre concepts (xtdRelationship).

ISO 19650

Cette norme s’intéresse au management de l’information dans les projets réalisés en BIM. Elle est issue de la norme NF EN

ISO 29481, enrichie des travaux britanniques sur les PAS (standard). Elle traite de :

• la définition des exigences du client,

• de la façon d’organiser le management de l’information pour y répondre.

Norme expérimentale XP P07 150

« Propriétés des produits et systèmes utilisés en construction

— Définition des propriétés, méthodologie de création et de

gestion des propriétés dans un référentiel harmonisé »

Cette norme de méthodologie décrit les propriétés des

composants ou produits entrant dans la définition des ou-

vrages : un objet = un ensemble de propriétés. Une pro-

priété est définie par des attributs auxquels sont associées

des valeurs.

Outils Plusieurs familles d’outils existent chez les éditeurs, certaines plus populaires,

d’autres plus interopérables :

• AUTODESK avec son logiciel phare REVIT.

• Trimble avec son logiciel phare Tekla Structures.

• Bentley avec AECOsim.

• Netmetsckek avec ses logiciels phares Archicad All Plan.

Familles d’outils

Natures d’outils Plusieurs natures d’outils existent :

• Outils de modélisation.

• Outils de visualisation.

• Outils d’hébergement.

API Une multitude d’API sont disponibles.

Applications

dérivées du BIM

De nombreuses applications dérivées du BIM apparaissent pour le déploiement

de solutions très opérationnelles.

Exemple

Les levées de réserve




6.2. Bulle 2 : environnement urbain et réseaux - BIM et SIG

Introduction Cette bulle concerne l’environnement urbain et les réseaux au sens de l’entropie

qui existe. Les réseaux sont à la fois :

• souterrains,

• aériens.

Périmètre

Modélisation

du paysage urbain

Le paysage urbain est modélisé de façon fine. Cependant, en 2D, cela donne des

bases de données importantes. Aujourd’hui, il existe de plus en plus de modélisations

sur des problèmes spécifiques qui devraient alimenter cette grande base de données.

Il existe donc un décalage.

Cartographie Une cartographie 2D issue de BD spatiales des SIG

Pour le milieu urbain ou le territoire « naturel », la cartographie :

• reste avant tout 2D,

• est issue de BD spatiales des SIG (80 à 85 % sont en 2D).

Stockage de la donnée 3D

Quelques bases stockent de la donnée 3D en particulier avec du CityGML.

Catalogage des données

Dans le cadre de la directive Inspire, les données sont de plus en plus cataloguées.

Interopérabilité L’interopérabilité de la 2D se dilue au passage en 3D. L’interopérabilité est réelle,

c’est le point fort des formats d’échanges en SIG 2 D. Point fort en SIG 2D

Formats d’échanges Les formats d’échange en SIG 2D et SIG 3D sont :

Format d’échange

SIG 2D Serveurs spatiaux Oracle spatial pour Oracle

PostGre/PostGIS pour l’Open Source

SIG 3D CityGML LandXML

InfraGML

Problématique La problématique majeure reste la mise à jour des données dans les BD. L’open

source est très puissant et crédible vis-à-vis des éditeurs.

Cela pousse les développements et l’interopérabilité.

Freins majeurs

pour l’utilisation

des données SIG

Un des freins majeurs pour l’utilisation des données SIG dans les infras est un pro-

blème de compétences. C’est-à-dire la connaissance profonde, le réflexe de les

intégrer dans le raisonnement métier :

• Les géomaticiens n’ont pas la compétence d’intégrer et de gérer des données en

3D.

• Les concepteurs n’ont pas la connaissance des données SIG disponibles ni la

compétence pour les intégrer dans la conception.

Conception-

construction

Dans le cadre de conception-construction, on échange davantage de données

SIG et modèles 3 D. Il faut noter l’importance de la mise à jour des données SIG,

surtout l’altitude.




6.2 Bulle 2 : environnement urbain et réseaux - BIM et SIG | Interopérabilité

Outils logiciels Les outils les plus couramment utilisés dans la cartographie 2D et 3D sont décrits

dans le tableau ci-dessous :

Pour la cartographie 2D

Éditeurs

ArcGIS (Esri), Géo (Business Geografic), Geomap-Imagis.

Dans une moindre mesure : Autocad Map 3D (Autodesk), Elyx

(1Spatial), MapInfo (Pit-neyBowes), Bentley Map (Bentley), etc.

Open source QGIS.

Catalogage Isogeo, Géosource.

Pour la cartographie 3D

Éditeurs City Engine (Esri), Autocad Map 3D, Geomap-Imagis, Rhi-noTer-

rain/RhinoCity (RhinoTerrain), Bentley, Vianova, 1Spatial.

Éditeurs

(modules métiers) Geomensura (Geomedia), Covadis (Geomedia).

Open source Au moins un plugin QGIS, mais ce n’est pas encore complètement

opérationnel ni répandu.

Outils de cartographie

Élément manquant

pour le SIG 3D

Pour s’affranchir des BD de références de l’IGN, il manque au SIG 3D un véritable

socle de données 3D :

• précises,

• bien documentées,

• mises à jour.

Cela permettrait de superposer des données fiables sur des supports cartogra-

phiques fiables.

Exemple de données fiables

Levés topos et nuages de points.

La mise en œuvre du futur PCRS (Plan corps de rues simplifié), prévu en 3D, devrait

faire avancer le sujet.

CityGML Générer du CityGML n’est pas facile, sauf si vous possédez un bon outil comme

Rhino terrain.

6.3. Bulles 3 et 4 : voie ferrée et tunnels

Bulle 3 : voies ferrées MINnD participe au groupe de travail MINnD4Rail de « Railenium », en charge du

sujet des voies ferrées. Des résultats peuvent être discutés dans quelque temps.

Bulle 4 : tunnels Sur le sujet des tunnels, des résultats commencent à arriver. C’est pourquoi nous

notons le libellé en orange sur le schéma récapitulatif (Voir MINnD, UC8 Tunnel).




6.4. Bulle 6 : routes

Usage Couverture de la chaîne de valeur

Pour la conception des routes, presque toute la chaîne de valeur est couverte par une

continuité numérique ou continuité des données. La chaîne de valeur est couverte :

• depuis l’amont (SIG) en préconception,

• jusqu’au tracé/coupe en conception/construction.

Utilisation d’outils 2.5D et 3D

Les constructeurs travaillent depuis longtemps en 2,5 D puis 3D nativement dans

les outils.

Modélisation 3D surfacique

La modélisation 3D est surfacique et non volumique.

Conception des routes

Mise à jour

du réseau routier

Le réseau routier est mis à jour des 2 manières suivantes :

• IGN récupère les données dans les départements et les routes communales.

• Open street map fait une cartographie routière collaborative. Il est un peu plus

à jour que l’IGN.

Données de tracé

de la route

Les données de tracé de la route ne sont pas stockées dans une BD à ce jour. Ces

données seraient pourtant nécessaires :

• pour la création d’un nouveau projet croisant l’ancien,

• dans le cas de rétablissement.

Les données SIG 2D ne sont pas ou très peu utilisées en phase exécution des tracés

routiers. Cela permettrait d’anticiper les risques de non-prise en compte de ré-

seaux existants, gabarit routier, etc.

Exigences des

départements français

Les départements français ont des exigences :

• de livraison de la donnée,

• de stockage de ces informations.

Ils ont principalement la vision exploitation. En effet, ils gèrent plusieurs milliers de

kilomètres de routes/départementales.

Usages de données

par les exploitants

Les usages des données SIG et de tracés (vs topologie) sur les autoroutes par les

exploitants sont aussi une source potentielle d’informations.

Interopérabilité,

normes, IFC, etc.

IFC Road et IFC Alignment sont une base de travail pour faciliter l’interopéra-

bilité. Elles ne sont pas opérationnelles pour l’instant.

Outils logiciels 3 applications métiers intègrent la gestion des couches de roulement au sein d’une

cartographie 2D :

• GEOMAP.

• IMAGIS.

• BUSINESS GEOGRAPHIC.

Gestion des couches

de roulement au sein

d’une cartographie 2D




6.5. Bulle 7 : fondations d’ouvrages, terrassements et géotechnique

Usage L’usage de la géologie pour la partie calcul se fait essentiellement en 3D dans le

cas de vérification des tenues de l’ouvrage dans le sol : Géologie en 3D

• descente de

charge,

• tasse-

ment,

• séisme.

Pas de lien de retour Il n’y a pas de lien retour vers le SIG de ces analyses ou calculs.

Terrassement Outils modélisation 3D

Les outils modélisation 3D pour le terrassement sont assez performants, mais :

• restent en surfacique sur des travaux spécifiques,

• n’intègrent pas les couches de terrain.

Pilotage des engins de chantier de tracé routier

La plupart des engins de chantier de tracé routier sont pilotés depuis les données

numériques. Ces engins sont les suivants :

• niveleuse, • bulldozer, • pelleteuse pour talus.

Relevés terrain par scanner 3D

Les relevés terrain par scanner 3D sont de plus en plus présents. Cependant, ils

sont peu ou mal utilisés dans la phase conception et exécution par manque de :

• préparation des données (caractérisation, nettoyage),

• connaissance/compétence.

Géotechnique Relevés du sous-sol par cartographie 2D

La connaissance du sous-sol est importante pour qualifier les matériaux excavés.

Exemple

Les terres polluées.

La cartographie 2D prime pour le sous-sol :

• géologie,

• géomorphologie,

• sondages,

• coupes de terrain,

• etc.

Réalisation de la cartographie géologique et géomorphologique

L’État charge le BRGM, à un horizon assez lointain de réaliser la cartographie géo-

logique et géomorphologique en 3 D, c’est-à-dire de transcrire les cartes actuelles

de la 2D vers la 3D.

En attendant, des BD documentées de type SIG sont produites/utilisées. Ces infor-

mations peuvent éventuellement se « caler » sur un MNT inverse (Modèle numé-

rique de terrain).

Exemple

Les nombreux sondages de sous-sol (carottages, etc.) produits pour les études prélimi-

naires à la construction du groupe ne sont pas prévus pour être restitués en 3D.

Stockage des informations

Nous possédons une grande quantité d’information. Cependant, cette dernière

n’est pas stockée. La MO devrait récupérer les données et les sondages géolo-

giques, ce qui n’est pas le cas actuellement.




6.5 Bulle 7 : fondations d’ouvrages, terrassements et géotechnique | Usage

Terrassement Lien entre sol, sous-sol et sursol

Le BRGM doit récupérer, stocker et gérer tous les sondages réalisés.

Actuellement, le lien n’est pas forcément opéré entre sol, sous-sol et sursol. Pour

trouver des travaux sur ce type lien entre les modélisations, il faut explorer des

travaux suisses et canadiens.

Outils logiciels Les logiciels utilisés sont :

Éditeurs EFRI, ARCEGIS, AUTOCAD map 3D, GEOMEDIA de la société Exagone,

BIMEGIS, BENTLEY, VIANOVA.

Open source GGIS, MapINFO.

Logiciels utilisés

Cartographie 2D

géolocalisée

Il existe des cartographies en 2D géolocalisée. Elles ne sont pas exploitables en

BIM, sauf en modèle drapé.

6.6. Bulle 8 : environnement naturel (MOS, bassin

versant/écoulement des eaux)

Présentation Ce paragraphe est à lire en complément du paragraphe traitant de la bulle 2 (en-

vironnement urbain BIM et SIG). Nous mettons ici en avant l’aspect hydrologie et

hydrogéologie.

Mode d’occupation

des sols

Le MOS est de la donnée purement 2D et SIG. Le résultat est en 2D et il se produit

à partir :

• d’images satellites,

• d’orthophoto plan et temporel.

Cette couche d’analyse devient une couche des SIG. On peut la qualifier de réfé-

rentielle comme le cadastre.

Bassin versant

et écoulement des eaux

Le bassin versant n’a de sens qu’en 3D. Dans un tracé routier on :

• effectue une étude hydrologique et imperméabilisation des sols,

• regarde la végétation pour qualifier la faculté d’absorption des sols,

• dessine la ligne majeure d’écoulement.

Outils logiciels On regroupe les modèles numériques de surface en 2D et en 3D et tous les logi-

ciels métiers. Ces logiciels :

• sont capables de modéliser de la 3D,

• vont de plus en plus vers l’import-export :

Regroupement

de logiciels

- de STEP,

- du surfa-

cique,

- bientôt d’IFC sans lien, sans attribut

- landxml.




6.6 Bulle 8 : environnement naturel (MOS, bassin versant/écoulement des eaux) | Outils logiciels

Logiciels utilisés Les logiciels utilisés sont

Modèles numériques de

surface en 2D et en 3D Autodesk, Arcegis, EFRI, CITY ENGINE, infra Works.

Logiciels métiers Géomédia, Quovadis, Geomensura, civil 3D de Autodesk.

Ces logiciels :

• alimentent la BD commune,

• sortent donc les données à un format réutilisable par les autres logiciels routiers.

6.7. Bulle 9 : ponts

Conception

et exploitation

La partie calculs dans le phasage de construction est importante, c’est le savoir-

faire de l’entreprise. Il existe des outils métiers développés en interne chez tous les

constructeurs. Nous essayons de les intégrer dans :

• une continuité numérique,

• le BIM.

Ces derniers sont des calculs aux éléments finis, mais pas de logiciels spécifiques

pour les ponts.

Modélisation 3D La modélisation 3D est réalisée uniquement en volume générique non typée.

Chaque objet est typé par le nom attribué. La relation entre les objets relève du

savoir-faire du concepteur.

Nous possédons des outils de modélisation 3D.

Modèles de calcul

internes à l’entreprise

Nous adoptons des outils de calcul. Ces derniers sont des calculs aux éléments finis.

Toutes les grandes entreprises développent leurs propres modèles de calcul de pont.

Surcouche de

développement

Même si les éditeurs font des propositions, les entreprises du BTP effectuent une

surcouche de développement. En effet, de nombreux calculs intermédiaires sont

préjudiciables dans la partie de phasage de construction pendant la construction.

Exemple

Pour la stabilité de l’ouvrage en phase de construction.

Calcul phasé Les entreprises effectuent un calcul phasé. Cela relève du savoir-faire de l’entreprise.

Les codes de calculs ne sont pas simples à mettre en œuvre à cause des :

• Petits et grands déplacements.

• Modifications thermiques.

Développement de

passerelles pour

relier Autocad

Les entreprises développent des passerelles qui permettent d’avoir des liens avec

Autocad. Ainsi, si on fait le câblage de la pré contrainte, l’étape suivante est de

faire l’intégration des codes de calcul dans des ouvrages en mode réel et en 3D.

Nous nous assurons que ces logiciels métier soient des modules qui s’intègrent

dans les plateformes.

Normes, standards, IFC L’IFC bridge est aujourd’hui à l’étape de définition (typologie des objets). Il apporte :

• une structuration de la donnée,

• un standard pour l’interopérabilité.




6.7 Bulle 9 : ponts

Outils logiciels Une gamme d’outils et les standards IFC Bridge commencent à émerger. Cepen-

dant, nous pouvons difficilement parler d’outil spécifique :

• en modélisation,

• en calculs.

Avantages

du logiciel Tekla

Tekla permet de faire certaines modélisations :

• principalement en métal,

• sans précontrainte,

• sans phasage.

Gamme d’outils On dispose d’un début de gamme d’outils. Cependant, cette gamme est incomplète.

Logiciels utilisés Tous les logiciels de modélisation volumique 3D sont adaptés. Les logiciels les plus

utilisés sont :

• Inventor,

• Solid Works,

• Catia,

• Autocad.

Restriction métier Ces logiciels sont utilisés avec des restrictions métiers.

Exemples

Sur Inventor, l’utilisateur peut faire de la 3D. Cependant, l’outil ne lui permet pas de savoir

à quel endroit du profil linéaire on se situe.

Dassault Systems s’oriente vers différents modules autour de Catia pour faire la modéli-

sation, les données SIG, la modélisation du linéaire, etc.

Attentes des utilisateurs Les utilisateurs attendent un exemple de travail sur la convergence.

6.8. Bulle 10 : développement durable — faune, flore et

acoustique

Commentaire Se reporter aux travaux du groupe de travail UC6 de MINnD.

Documents

Description synthétique des techniques et des usages